Construcción de un rig facial para la descripción de los diferentes tipos de risa

4.1 - INTRODUÇÃO

Esta seção apresenta avaliação de desempenho da proposta BCL com IBR – DTN, tendo como objetivo medir o impacto e os benefícios nas comunidade ribeirinhas com o uso do Bluetooth utilizando o módulo de compressão de Bundles para entregar vídeos educacionais de curta duração, áudio livros e textos com mensagens de alertas. Um testbed foi executado utilizando celulares Android para recolher os resultados a partir de um ambiente real, bem como para calibrar o simulador com dados de medições reais. Além disso, foi utilizado um simulador com os parâmetros obtidos no testbed para cenários de grande escala. Exemplos de fluxos em vídeos educativos que podem ser utilizados para os serviços de inclusão digital estão disponíveis na Academia Khan.

4.2- REDE EXPERIMENTAL

Uma rede experimental foi instalada na Universidade Federal do Pará (UFPA) – Campus Guamá/Belém para entender o impacto da solução AmazonSocialDTN, onde em um curto espaço de tempo podemos obter resultados para garantir sua viabilidade em regiões sem infraestrutura sem fio. Geralmente em DTN, os nós que estabelecem contatos oportunistas desconhecem qualquer informação acerca do estado, da localização ou dos padrões de mobilidade dos outros nós. Além disso, os nós são autônomos, o que significa que cada nó possui um controle independente de si mesmo e de seus movimentos.

Para avaliar o funcionamento da arquitetura em um cenário real, conforme apresentado na Figura 10, os smartphones trocam mensagens entre si, algumas vezes no modo DTN Mula; as redes DTN se baseiam em transferências de Bundles nó-a-nó; o nó que não for um EIDs deverá passar a mensagem adiante. Essa obrigação se deve à transferência de custódia do nó anterior, em outras palavras, o nó anterior passa para o nó seguinte o Bundle e a obrigação da entrega até chegar no EIDs. O processo ocorre até que o EIDs receba o Bundle. Portanto, o nó destinatário terá a opção de aceitar ou não a custódia; uma vez aceita, o nó terá de manter a corrente. O pedido pelo acknowledgment, possui tempo de validade, se este tempo expirar, o

nó que possui o Bundle procurará outro nó para receber a custódia. Arquitetura IBR - DTN com BCL e o módulo de compressão foi implementado em seis Samsung WI8150 smartphones com Android4.0. Os seis smartphones portaram vídeos, áudio, textos e trocaram Bundles entre si. Foi adicionados 4 vídeos no formato 3gp, 3 áudios no formato mp3 e 3 textos para cada nó com intuído de trocarem Bundles. Assumimos que cada smartphone é um nó e portará Bundles; cada Bundle contém apenas um arquivo com um formato. Para avaliar a taxa de entrega do Bundles é necessário essa parametrização, assim podemos observar a viabilidade de cada formato recebido utilizando a solução AmazonSocialDTN. As características dos smartphones estão apresentados na Tabela 1.

Figura 10: Cenário do Testbed

Tabela 1:Características dos Smartphones Android

Parâmetros Valores

OS Android OS v4.0

CPU 1.4 GHz Scorpion

Bateria Li-Ion 1500 mAh

Memoria 1 GB, 512 MB RAM, 2 GB ROM Bluetooth v3.0 with A2DP

O protocolo de roteamento Epidêmico foi configurado para selecionar pares e transmitir pacotes através de uma interface Bluetooth 3.0, fazendo com que se espalhem pelos nós da rede ficando armazenados e sendo trocados quando entram em contato com outros nós aleatoriamente. Os nós requisitam cópias de Bundles que ainda não tem. Esse protocolo alastra o Bundle já que quanto mais cópias forem enviadas maior chance de entrega e menor o atraso, porém os Bundles ocupam muito espaço nos buffers, mas com o controle de geração de cópias e TTL podemos diminuir a chance de encher os buffers mantendo a taxa de entrega.

A Tabela 2 descreve os parâmetros de fase de teste utilizados durante as experiências, incluindo a informação sobre o tamanho do buffer (assumindo que é um tamanho do buffer é 1000MB o suficiente para acomodar muitos vídeos de inclusão digital com um tamanho médio de 5 MB) e níveis de compressão (de 5% a 25 %). Durante os experimentos, os usuários levaram os smartphones e caminharam aleatoriamente por 15 min em um escritório de 40 metros quadrados, com alguns pilares similares a escolas ou casas da Amazônia.

Tabela 2: Parâmetros do Testbed

Parâmetros Valores

Número de Nós Tamanho do Buffer Velocidadedo Nó

Tamanho do Bundle de Vídeo Tamanho do Bundle de Áudio Tamanho do Bundle de Texto Tempo de contato TTL Alcance da Transmissão Taxa de Transmissão Taxa de Compressão Intervalo de Descoberta de nós 6 1000MB 0,3m/s – 1,0m/s 5000KB 3000KB 100KB 1s - 600s 3038s 10 m 256Kbps 5%-25% 10s

Figura 11: Número de Bundles Comprimidos Recebido para cada dispositivo móvel / EID

Os resultados apresentados na Figura 11 mostram que o esquema de compressão proposto é importante para a entrega de mais Bundles durante um contato Bluetooth. O tempo necessário para a transferência de um pacote de um vídeo - clipe quando o IBR - DTN BCL é configurado com um algoritmo de compressão é 7s . Outro resultado de avaliação de desempenho importante é que IBR - DTN BCL requer apenas 3s para a entrega de 10 Pacotes de textos o que facilita sua utilização em ambientes reais.

4.3 – AMBIENTE DE SIMULAÇÃO

As simulações em larga escala foram efectuadas para analisar as vantagens da solução proposta usando Simulador ONE [ 9 ] .A taxa de entrega pacote e características do canal Bluetooth foram coletados na rede experimental usado para configurar o ambiente de simulação.

A Figura 13 mostra os possíveis cenários DTN que podem ocorrer em comunidades ribeirinhas da Amazônia. Esses cenários são definidos com base no comportamento, interação e contato dos nós, bem como o transporte, a mobilidade e os modelos de programação dos barcos. O cenário é composto por dois pilares principais com servidores Wi-Fi DTN que são responsáveis pela transmissão de dados (texto, áudio e vídeos ) para EIDs específicos. A comunicação em rede nós, barcos e comunidades é realizada através de Bluetooth. Três aplicações digitais diferentes são definidos para os experimentos da seguinte forma:

texto (tamanho do pacote de 100Kb - por exemplo , e-mail , HTTP ), áudio (tamanho do pacote de 3000Kb - por exemplo , livros de áudio ) e vídeo ( tamanho Pacote de 5.000 KB – por exemplo, vídeo aulas).

a)Entrega de Bundles de texto (100KB) b) Entrega Bundles de Áudio (3000KB) c) Entrega Bundles Vídeo (5.000 KB)

Figura 12:Taxa Média de Entrega de Bundle para cada aplicação com compressão e sem

compressão

Será considerado nas simulações seguintes as características geográficas como: distância, densidade demográfica e a área das comunidades. Assumimos que 20 pessoas dentro das comunidades possuem algum tipo de dispositivo móvel e 10 passam certo tempo sem ir a zona urbana, podemos considerar que possuem uma rotina interna a comunidade e 10 outras possuem uma rotina diária de trabalho ou estudo em áreas urbanas. Além disso, assumimos também que as mensagens distribuídas pelos pontos de acesso nos portos possam chegar em todas as comunidades. A análise seguinte será feita da seguinte forma: observaremos o comportamento da solução com uma quantidades de nós DTN e quanto de informação se deve distribuir para obtermos a melhor entrega em menor tempo; também será assumido que a solução de compressão estará embutida nos dispositivos e que esses dispositivos tenham recursos para a utilização da solução AmazonSocialDTN. As características da comunidade está sendo mostrado na Tabela 3 e os parâmetros da simulação está na Tabela 4.

Tabela 3: Características das Comunidades Comunidades Área (Km²) Densidade Demográfica (hab/Km²) Distância Porto A (Km) Porto B (Km) Comunidade C1 2,21 4,5 2 2 Comunidade C2 2,6 3,8 3,5 2 Comunidade C3 1,4 7,14 6 5,5 Comunidade C4 1,75 5,7 3,3 2,5

Figura 13:Cenário simulado

O simulador foi configurado para executar 100 simulações durante 1dia e os resultados são apresentados com um intervalo de confiança de 95%. Para cada simulação, o número de nós que recebem o conteúdo do servidor Wi-Fi DTN no Porto A e Porto B, trocam informações utilizando o Bluetooth antes de entrarem nos barcos e dentro no caminho em sua viagem para as suas comunidades. A quantidade de nós DTN variam de 10 a 150. Por exemplo, em alguns experimentos no Porto A e Porto B podem até suportar 75 pessoas antes do horário de embarque (total de 150 nós). O número de sujeitos / nós para cada barco pode transportar para uma das quatro comunidades ribeirinhas em um momento específico varia de 1 a 10 passageiros.

Quatro comunidades ribeirinhas são especificados no ambiente, nomeadamente, C1 a C4 , tal como apresentado na Figura 13. Cada porto DTN é configurado no simulador com o modelo WDM (Working Day Movement model) e sua velocidade varia entre 0,8 e 1,4 m / s.

Além disso , 10 barcos são utilizados nas experiências . Os barcos viajam seguindo o caminho mais curto numa abordagem de movimento baseado em Mapa, onde escolhem aleatoriamente um lugar e usam o caminho mais curto para chegar alcançar seu destino. Sua velocidade varia de 5 a 7m/s, podendo esperar os passageiros em cada porto por um período que varia entre 1200 e 1800s. A Tabela 3 resume os parâmetros do simulador.

Tabela 4: Parâmetros de Simulação

Como apresentado na Figura 14, os resultados mostram que, em média, quando o Módulo Bluetooth Bundle Compression é utilizado para a entrega do texto, áudio e vídeo, reduz o tamanho de pacote de 50%, 7%, e 5%, respectivamente. Assim, a implementação BCL proposta transmite mais dados durante um contato Bluetooth. Por exemplo, para arquivos de áudio, é possível entregar 10% e 21% a mais de pacotes quando o modelo de compressão está acionado com 70 e 110 nós. Os melhores

Parâmetros Valores

Número de Nós Tamanho do Buffer Mobilidade do nó Mobilidade do Barco

Tamanho do Bundle de Texto

Tamanho do Bundle de Áudio 128Kb/s ~ 3 min Tamanho do Bundle de Vídeo - 3GP - ~ 5 min Tempo de Contato TTL Alcance da Transmissão Taxa de Transmissão 10-150 1000MB 0.8m/s – 1.4m/s 5m/s – 7m/s 100Kb 3000Kb 5000Kb 10s - 600s 24h 10 m 256Kbps

resultados são obtidos a partir da distribuição de arquivos de texto em um cenário com 150 nós, onde 50% mais pacotes são entregues. Os resultados também mostram que é possível receber 14% mais pacotes de vídeo, quando o método de compressão é usado num ambiente com 150 nós DTN. Uma vez que os arquivos de vídeo já têm um alto nível de compressão (MEncoder-3GP), o desempenho do algoritmo Deflate é reduzida, como aconteceu durante a transmissão de vídeo em um cenário com apenas 10 nós.

A utilização do modelo de compressão proposto pela solução AmazonSocialDTN é uma importante solução para transmissão de dados, utilizando a tecnologia IEEE 802.15, a qual possibilita os contactos curtos em cenários DTN (baixa taxa de transmissão). Novos algoritmos de compressão específicos para vídeos ou áudio poderiam ser acoplados à solução para reduzir o payload e melhorar a taxa de entrega do pacote DTN, mas não foram pois tal atividade está fora do escopo do trabalho.

Figura 14:Entrega de Bundles para Comunidades C1, C2, C3 e C4

Como apresentado na Figura 15, os resultados mostram a entrega de 500 Bundles em comunidades ribeirinhas como mostradas no mapa da Figura 14. Utilizando o módulo de compressão de dados proposto, podemos observar que quando aumenta a quantidade de nós, o tempo de entrega diminui. Tivemos o menor tempo de entrega em 100 nós para a entrega do texto, áudio e vídeo, reduzindo o tempo de entrega em média 128%, 57% e 50%, respectivamente. Assim, com a utilização da AmazonSocialDTN podemos transmitir mais dados durante um contacto oportunista utilizando Bluetooth. Os resultados mostram um comportamento com tempo de entrega menor quando observamos na comunidade C1, onde

Ϭ Ϭ͕ϱ ϭ ϭ͕ϱ Ϯ Ϯ͕ϱ ϭ Ϭ Ϯ Ϭ ϯ Ϭ ϰ Ϭ ϱ Ϭ ϲ Ϭ ϳ Ϭ ϴ Ϭ ϵ Ϭ ϭ Ϭ Ϭ d Ğ ŵ Ɖ Ž ;Ś Ϳ EƷŵĞƌŽĚĞEſƐ ŽŵƵŶŝĚĂĚĞϭ ŽŵƵŶŝĚĂĚĞϮ Ϭ Ϭ͕ϱ ϭ ϭ͕ϱ Ϯ Ϯ͕ϱ ϭ Ϭ Ϯ Ϭ ϯ Ϭ ϰ Ϭ ϱ Ϭ ϲ Ϭ ϳ Ϭ ϴ Ϭ ϵ Ϭ ϭ Ϭ Ϭ d Ğ ŵ Ɖ Ž ; Ś Ϳ EƷŵĞƌŽĚĞEſƐ ŽŵƵŶŝĚĂĚĞϭ ŽŵƵŶŝĚĂĚĞϮ Ϭ Ϭ͕ϱ ϭ ϭ͕ϱ Ϯ Ϯ͕ϱ ϭ Ϭ Ϯ Ϭ ϯ Ϭ ϰ Ϭ ϱ Ϭ ϲ Ϭ ϳ Ϭ ϴ Ϭ ϵ Ϭ ϭ Ϭ Ϭ d Ğ ŵ Ɖ Ž ;Ś Ϳ EƷŵĞƌŽĚĞEſƐ ŽŵƵŶŝĚĂĚĞϭ ŽŵƵŶŝĚĂĚĞϮ

tivemos arquivos de vídeo, áudio e texto com um tempo de entrega menor 55%, 50 % e 130%, respectivamente. Uma das possíveis razões para esses valores, é o aproveitamento dos contactos oportunistas e a menor distância entre os portos. A distribuição de arquivos de texto em um cenário com 100 nós, onde 120% mais pacotes são entregues. Os resultados também mostram que é possível que as comunidade possam receber em menos tempo 40% mais pacotes de vídeo, quando o ambiente possui 100 nós utilizando a AmazonSocialDTN.

Figura 15: Entrega Vídeos, Audio e Texto nas Comunidades C1,C2,C3 e C4

Como apresentado na Figura 15, os resultados mostram a entrega de Bundles utilizando 100 nós DTN em comunidades ribeirinhas como mostradas no mapa da figura 13, assumimos que o componente de compressão esteja sendo utilizado.

Pode-se observar que, quando aumenta a quantidade de Bundle, o tempo de entrega aumenta, a partir de 300 Bundles para a entrega do vídeo, áudio e texto, o tempo de entrega em média é de 2h, 1,5 e 40min, respectivamente. Assim, com a utilização da AmazonSocialDTN podemos transmitir mais dados durante o contacto oportunista utilizando

Bluetooth. Os resultados mostram um comportamento para o formato de texto, que o tempo

de entrega varia em 5%. Foi observado para vídeo e áudio que o tempo de entrega possui uma variação de 9%, 7%, a partir de 300 Bundles

O tempo de entrega variou conforme os formatos, mas todos tiveram uma estabilidade em seu tempo de entrega com 100 Bundles e 100 nós DTN. Os menores tempos de entrega foram na comunidade C1; tivemos para arquivos de vídeo, áudio e texto um tempo de entrega menor de 31min, 29min e 25min, respectivamente. A distribuição de arquivos de texto no cenário com 100 nós, possibilitou a entrega de, em média, 90% de Bundles. Os resultados

também mostram que é possível receber 100 Bundles em menor tempo, 40 % mais pacotes de vídeo, quando o método de compressão é usado num ambiente com 100 nós DTN.

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CAPÍTULO 5

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